蘇南公司速度管柱起管技術(shù)應(yīng)用及管材重復(fù)利用評(píng)價(jià)

王龍，董易凡，楊圣方，劉媛

中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田蘇里格南作業(yè)分公司（陜西 西安 710018）

井筒積液是導(dǎo)致氣井產(chǎn)氣量下降的主要原因之一，當(dāng)積液嚴(yán)重時(shí)，氣井停噴。為了提升氣井的攜液能力，將小直徑連續(xù)油管作為速度管柱下入生產(chǎn)管柱中進(jìn)行排水采氣。但連續(xù)油管在井筒內(nèi)的受力情況復(fù)雜，長(zhǎng)期在地層流體所含腐蝕性介質(zhì)的復(fù)合作用下，存在連續(xù)油管失效、斷脫的可能。蘇里格南區(qū)塊自2014 年開始采用速度管柱排水采氣技術(shù)，部分連續(xù)油管使用接近4年，需要對(duì)其進(jìn)行打撈評(píng)估，蘇里格南區(qū)塊連續(xù)油管下入超過3 000 m，大井斜導(dǎo)致摩擦阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他區(qū)塊，打撈連續(xù)油管存在諸多難點(diǎn)。目前，打撈連續(xù)油管的作業(yè)管柱都為常規(guī)管柱，且多數(shù)集中于作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)低的空井筒，為此蘇南公司成立現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)小組，于2019 年開展速度管柱打撈試驗(yàn)[1]。

1 技術(shù)原理

連續(xù)油管打撈是指以連續(xù)油管為作業(yè)管柱打撈井內(nèi)落魚的技術(shù)。為了充分發(fā)揮連續(xù)油管打撈的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，必須要解決下述難題：①連續(xù)油管自身不能旋轉(zhuǎn)，增大了引入魚頂?shù)碾y度；②連續(xù)油管屬柔性管，打撈過程中易因下壓載荷控制不當(dāng)而出現(xiàn)不可逆的屈曲變形，甚至造成嚴(yán)重后果；③打撈過程中抓獲落魚后，若落魚嚴(yán)重遇卡，易造成意外丟手[2]。為了克服以上技術(shù)難點(diǎn)，打撈工具必須滿足以下要求：①順利引入落魚，這是打撈作業(yè)成功的基礎(chǔ)；②抓獲落魚后地面要有響應(yīng)，以防止注入頭過度下壓；③若落魚遇卡嚴(yán)重可以緊急處理，這是保證整個(gè)打撈過程作業(yè)安全、可控的前提[3]。

2 主體打撈工具串的組成

2.1 連續(xù)油管選擇

在蘇里格南區(qū)塊使用連續(xù)油管外徑為38.1 mm，CT70 鋼級(jí)無(wú)縫鋼管，下入深度3 000～3 500 m，管柱結(jié)構(gòu)見表1，計(jì)劃使用5 000 m 同級(jí)別連續(xù)油管進(jìn)行沖砂、清洗撈施工,選擇200 m 同級(jí)別連續(xù)油管進(jìn)行對(duì)接回收。

表1 管柱結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)

2.2 工具串選擇

油管掛打撈工具串：38.1 mm 外卡瓦接頭+扶正器+GS（表2）。

表2 管掛打撈工具串參數(shù)

3 操作步驟

3.1 氣舉

使用制氮車進(jìn)行氣舉，清理速度管柱與油管之間的環(huán)空雜質(zhì)；降低提拉速度管柱時(shí)的張力，通過排量1 100～1 300 m3/h的制氮車進(jìn)行氣舉，確保氣舉壓力小于30 MPa。

3.2 沖洗井、壓井

試壓30 MPa，穩(wěn)壓10 min，壓降小于0.5 MPa，試壓合格。泵車排量200～250 L/min，泵壓小于30 MPa，進(jìn)行沖洗井作業(yè)。循環(huán)1.5～2 個(gè)循環(huán)周，充分清理環(huán)空雜質(zhì)。

3.3 回收速度管柱

安裝雙roll-on 接頭（圖1），安裝后若試?yán)?5 t，上提懸重不超過14 t。起連續(xù)油管至井口。起連續(xù)油管過程中，在滾筒端安裝在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀器，對(duì)連續(xù)油管壁厚、表面腐蝕情況等進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。

起連續(xù)油管至井口，速度控制如下：①3 800～3 870 m 速度控制在 5 m/min 以下；②100～ 3 800 m速度控制在10～15 m/min；③0～100 m 井口附近，速度控制在5 m/min以下。

圖1 roll-on連接頭

3.4 鋼絲通井、打鉛印、打撈

①鋼絲通井：下入70 mm 通井規(guī)通井至鎖芯工具位置；②鋼絲打?。合氯?0 mm 鉛模至魚頂位置，打鉛??；③鋼絲打撈鎖芯工具：下入GS 打撈井下鎖芯工具。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

4.1 井場(chǎng)布置

按照井控細(xì)則要求結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在施工現(xiàn)場(chǎng)劃定作業(yè)范圍，確保點(diǎn)火罐、工具間、值班房距離要求符合油田公司、蘇南公司標(biāo)準(zhǔn)，形成標(biāo)準(zhǔn)化布置方案（圖2），對(duì)后續(xù)的批量作業(yè)奠定基礎(chǔ)。

4.2 首次作業(yè)問題分析

2019 年 5 月 24 日，回收管柱過程中，雙 roll-on內(nèi)連接接頭連接上下兩端進(jìn)行試?yán)瓬y(cè)試，期間懸重14～15 t，繼續(xù)上提 2 m 試?yán)?，懸重?14.4 t 突然上升到17.1 t后掉到0，下部速度管柱和roll-on 連接處斷裂。迅速撈獲下部速度管柱上提6.2 m，重新連接懸掛器恢復(fù)井口。

4.2.1 問題分析原因

1）速度管柱和套管不存在硬堵塞。使用氮?dú)夂颓逅畾馀e和洗井，確認(rèn)速度管柱和套管之間連通性良好，不存在硬堵塞情況。

圖2 布置示意圖

2）未出現(xiàn)上提超拉的情況。管柱自重11 t，管體提拉測(cè)試為16.1 t，而提拉試驗(yàn)為14～15 t，不存在拉力超過管柱本體提拉測(cè)試的情況。

3）上提過程中突然遇阻，說明井筒與速度管柱間的摩阻升高，存在異常。速度管柱自身的彈性系數(shù)為1 m/1 000 m，3 000 m速度管柱彈性形變長(zhǎng)度約為3 m，提拉過程中雖然上提2 m，但未超過管柱拉伸導(dǎo)致的彈性形變長(zhǎng)度，無(wú)法判斷速度管柱在井筒內(nèi)是否由于位移、井身結(jié)構(gòu)等情況導(dǎo)致磨阻超過抗拉強(qiáng)度，拉伸過程中管柱在井筒內(nèi)并無(wú)位移，持續(xù)提拉會(huì)導(dǎo)致管柱薄弱點(diǎn)斷裂[4]。

4）管柱薄弱點(diǎn)分析。速度管柱自身的提拉測(cè)試為16.1 t，不存在超過本體強(qiáng)度的原因，分析認(rèn)為由于使用雙roll-on 連接，連接處通過熱壓造成了管柱發(fā)生形變，導(dǎo)致該處的提拉測(cè)試有所降低。

4.2.2 針對(duì)問題優(yōu)化工序

1）降低井筒摩阻。加入金屬降阻劑，計(jì)算好頂替量，使金屬減阻劑進(jìn)入速度管柱與油管之間的環(huán)空，減小速度管柱和套管之間的摩阻，減小起管懸重降低雙roll-on拉脫風(fēng)險(xiǎn)[5]。

2）提拉試驗(yàn)前預(yù)判斷可行性?？紤]單井井筒無(wú)法預(yù)測(cè)，在GS 抓住油管掛后上提5 m（1#閥、2#閥、防噴器、防噴管長(zhǎng)度接近6 m），驗(yàn)證速度管柱在油管內(nèi)的伸縮量是否超過彈性形變長(zhǎng)度，通過提拉本體確認(rèn)管柱在井內(nèi)能否正常產(chǎn)生位移，并通過懸重判斷是否可以使用roll-on工具打撈。

3）提拉測(cè)試最高為16 t。在提拉試驗(yàn)中，對(duì)外卡瓦提拉測(cè)試最高16 t；起油管過程中密切關(guān)注懸重變化，勻速上提防止動(dòng)作過猛拉脫雙roll-on接頭。

4）應(yīng)選擇位移較小的井進(jìn)行試驗(yàn)。SN01XX-03 井，位移1 440 m，屬于大位移定向井，位移越大，井深結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，井筒摩擦阻力越大，故選擇直井進(jìn)行首次試驗(yàn)。

4.3 后續(xù)作業(yè)情況

在經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和施工程序改進(jìn)優(yōu)化后，順利完成了5 口井的速度管柱回收最大位移1 400 m（表3）。分析回收管柱時(shí)的懸重變化：

1）連接roll-on 前，通過GS 工具試?yán)B續(xù)油管，若油管自身在井里正常伸縮（每千米接近1 m，3 500 m 接近3.5 m），且懸重變化幅度較小，則說明連續(xù)油管管壁與井壁無(wú)卡阻點(diǎn)，可進(jìn)行下一步試驗(yàn)。

2）考慮連續(xù)油管自重接近14 t，在正?；厥者^程中，隨著回收量的增加，懸重逐步降低，回收速度變快。

3）考慮roll-on 接頭處產(chǎn)生形變，回收過程中通過顏色標(biāo)記，確認(rèn)roll-on 接頭位置，纏繞至回收滾筒10 圈后，視為度過高風(fēng)險(xiǎn)期，同時(shí)回收全程控制速度，保持勻速進(jìn)行回收。

以SN0168-08井為例：

表3 2019年連續(xù)油管回收統(tǒng)計(jì)

1）通過GS 工具直接上提管柱至防噴管，上提5 m 后再下放，完成管壁和井筒的卡阻測(cè)試。懸重未出現(xiàn)異常，判斷下一步可使用roll-on連接回收。

2）上提油管至防噴盒(0～14 t)，割油管，做雙roll-on 連接，測(cè)試?yán)?6 t，測(cè)試合格，上提至14.5開半封卡瓦，開始起油管，隨著管柱回收，懸重穩(wěn)定下降。

3）起3 889 m 速度管柱至井口，移出塔臺(tái)，恢復(fù)井口采氣樹。

5 起出連續(xù)油管管材評(píng)價(jià)及重復(fù)利用

5.1 回收連續(xù)油管檢測(cè)評(píng)估

委托寶雞鋼管廠、中石油漢江機(jī)械設(shè)備研究所對(duì)5盤回收管柱進(jìn)行全管體漏磁檢測(cè)。

1）檢測(cè)設(shè)備。使用的連續(xù)管無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)，可以在作業(yè)過程中對(duì)連續(xù)油管的局部缺陷、壁厚變化等進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)儀器滿足API Spec 5ST—2010、ASTM E570—2015等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢驗(yàn)要求[6]。

2）檢測(cè)結(jié)果。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果顯示，5 盤管柱的壁厚損失未低過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的10%（即2.88 mm），具體數(shù)據(jù)見表4，回收管柱點(diǎn)損傷小于檢測(cè)判定標(biāo)準(zhǔn)（API Spec 5ST—2010、SY/T 6698—2007) 且壁厚損失小于10%。

3）以SN01XX-05為例，管體整體狀況良好。連續(xù)油管距管端461 m、1 672 m 處檢測(cè)出接近判定標(biāo)準(zhǔn)的缺欠信號(hào)波，缺欠判斷為點(diǎn)損傷，不影響整體評(píng)價(jià)。壁厚變化：連續(xù)油管距管端1 756～1 766 m 處壁厚減薄，通過便攜式測(cè)厚儀進(jìn)行復(fù)檢壁厚大于2.88 mm（實(shí)測(cè) 3.10 mm、2.98 mm、3.05 mm、3.07 mm），損失深度未超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的10%。

表4 2019年連續(xù)油管檢測(cè)情況

5.2 重復(fù)利用計(jì)劃

2020 年 1 月 8 日，與中石油管材所、寶雞鋼管廠、長(zhǎng)慶井下、安東石油召開速度管柱回收檢測(cè)及利用技術(shù)會(huì)議。

結(jié)合國(guó)家及行業(yè)判斷標(biāo)準(zhǔn)，形成以下決定：

1）回收管柱點(diǎn)損傷小于檢測(cè)判定標(biāo)準(zhǔn)（API Spec 5ST —2010、SY/T 6698—2007) 且壁厚損失小于10%，可以再次作為速度管柱使用。

2）蘇南回收的5 盤管柱，滿足可再次使用的要求。

3）基于施工經(jīng)驗(yàn)，為了減少未來(lái)可能再次提起管柱的風(fēng)險(xiǎn)，回收管柱目前僅計(jì)劃用于水平位移相對(duì)較小的井（例如不大于1 000 m 的井）的速度管柱。

4）重復(fù)使用回收管柱，可使單井速度管柱安裝費(fèi)用降低約24萬(wàn)元。

6 結(jié)論

1）外徑38.1 mm（1.5"）CT70鋼級(jí)無(wú)縫鋼管的連續(xù)油管在生產(chǎn)井內(nèi)使用情況良好，未出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕、沖蝕情況。

2）回收連續(xù)油管時(shí)，提拉測(cè)試前的伸縮量測(cè)試，是判斷井內(nèi)摩阻情況的重要工程手段，確認(rèn)井壁無(wú)卡阻點(diǎn)，降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

3）檢測(cè)回收的5 盤連續(xù)油管，可滿足再次使用的要求。